緬甸D區(qū)塊YAGYI-1井防漏防竄固井技術

孟 浩，張君亞

（勝利油田清河采油廠，山東東營262714）

緬甸D區(qū)塊YAGYI-1井防漏防竄固井技術

孟 浩*，張君亞

（勝利油田清河采油廠，山東東營262714）

緬甸D區(qū)塊地質構造復雜，漏失與氣竄是D區(qū)塊固井的主要技術難題。前期2口井的固井施工均發(fā)生了固井漏失，固井質量較差，對D區(qū)塊的油氣勘探順利開展造成了很大的影響。在分析該區(qū)塊固井技術難點基礎上，系統(tǒng)優(yōu)化了YAGYI-1井的固井施工設計及施工方案，為該區(qū)塊的油氣勘探工作打下良好基礎。

緬甸D區(qū)塊；固井；氣竄；漏失

YAGYI-1井是緬甸D區(qū)塊最深的一口探井，固井時存在高壓油氣層、地層漏失與垮塌嚴重、壓力窗口窄等難題。井漏會造成固井水泥漿低返，而發(fā)生氣竄，會造成層間封隔失效。在鉆井堵漏技術難以突破的前提下，研究窄安全窗口下防漏防竄固井技術，從固井工藝及技術方面降低漏失和氣竄的可能，保證固井質量及勘探進度已成為迫切的需求。

1 緬甸D區(qū)塊固井難點分析

（1）井漏現(xiàn)象嚴重。D區(qū)塊各井次漏失情況統(tǒng)計如表1所示。

表1 各井次漏失情況統(tǒng)計

（2）油氣活躍，壓力安全窗口窄。對密度和排量非常敏感，密度排量稍高就漏，稍低就涌。固井時水泥漿密度和頂替排量都受到了嚴格限制，不能使用大排量來提高頂替效率，壓穩(wěn)和防漏的矛盾很難解決。如PATOLON-1井二開完鉆期間，鉆井液密度高于1.84g/cm3就漏，低于1.82g/cm3就氣侵嚴重；三開鉆至2058m泥漿密度1.65g/cm3時，發(fā)生了井涌，關井后，套管壓力高達10MPa，經(jīng)分離器排氣，點火后火焰高達3～4m，持續(xù)時間7～8h。

（3）井壁垮塌現(xiàn)象嚴重，井徑極不規(guī)則。該區(qū)塊各井次井眼擴大率垮塌與縮徑現(xiàn)象共存，下鉆遇阻、起鉆掛卡，憋泵現(xiàn)象時有發(fā)生。水泥漿極易竄槽或憋堵，給固井施工安全和封固質量帶來很多威脅。各井次井徑擴大率見表2。

（4）套管居中度無法保證。如YAGYI-1X井?339.7mm套管，為防止扶正器破壞井壁泥餅，導致井漏，建設方?jīng)Q定在裸眼段不下套管扶正器，僅在上層套管鞋3根套管及井口2根套管各加入1個套管扶正器，裸眼井段沒有使用套管扶正器，套管偏心，水泥漿極易發(fā)生竄槽。

（5）水泥漿密度受到限制。為防漏失，設計的水泥漿密度與鉆井液密度基本接近，降低了水泥漿對鉆井液的浮力，頂替效率受到影響。如PATOLON-1井?244.5mm套管固井前鉆井液密度為1.84g/cm3，設計水泥漿密度也是1.84g/cm3。

（6）水泥漿失重后難以實現(xiàn)壓力平衡。由于水泥漿密度與氣層壓力當量密度接近，水泥漿失重后，靜液柱壓力根本無法平衡氣層壓力，如果采用雙級固井或尾管固井，固完后，由于要循環(huán)多余水泥漿，不能關井憋壓候凝。易發(fā)生氣竄，影響水泥環(huán)封隔效果，嚴重時會竄到地面，造成井口環(huán)空帶壓。

從以上分析可以看出，由于封固段長，井漏嚴重、井徑極不規(guī)則，氣層又非?；钴S，固井難度大大增加，給水泥漿體系設計帶來了很大的困難，提高固井質量的措施受到了極大的限制。

表2 各井次井徑擴大率

2 主要技術措施

2.1 ?339.7mm技術套管固井

（1）采用正、反注技術[1]。目的是降低下部井段的液柱壓力，減輕下部井段的防漏難度，反注時還可以大排量，提高主力漏層以上井段的固井質量?？紤]主要漏失層在445m左右，正注水泥設計返至500m，候凝24h后再從井口反擠水泥。YAGYI-1井正注反注施工數(shù)據(jù)見表3。

表3 YAGYI-1井正注反注施工數(shù)據(jù)表

（2）采用前導低粘切泥漿技術。由于鉆井中頻繁發(fā)生漏失，鉆井液中堵漏材料多，粘切高，泥餅，固井前泥漿性能不能做大幅度調整。為提高頂替效率和兩個界面的水泥膠結強度，采用前導泥漿技術，固井前先注入接觸時間大于10min以上的前導低粘切泥漿，充分驅除井壁和套管壁的虛泥餅，并稀釋沖洗井內(nèi)粘稠鉆井液。

（3）采用大量紊流沖洗液。以進一步?jīng)_洗井壁套管，使紊流接觸時間達到7min以上，對防止竄槽，提高頂替效率有重要作用。YAGYI-1井實際注入密度1.09g/cm3沖洗液18m3。

（4）采用雙密雙凝水泥漿柱結構。采用1.60g/cm3低密度與1.85g/cm3高密度相結合，并在漿體中加入堵漏材料，形成的雙密雙凝堵漏水泥漿體系，降低靜液柱壓力，預防井下漏失，重點保證下部井段固井質量。

（5）采用紊流、塞流復合頂替技術[2]。由于井下條件限制，水泥漿無法達到紊流；采用塞流頂替，頂替排量過低，施工時間過長，施工安全得不到保證。起壓前采用2.2m3/min排量頂替，使沖洗液達到紊流；起壓后將排量降至1.0m3/min以下頂替，使水泥漿呈塞流上返。

2.2 ?244.5mm技術套管固井

（1）提高地層承壓能力。下套管前進行系統(tǒng)堵漏，根據(jù)地層存在裂縫和煤層的特點，采用鋸末、谷殼、云母、單封、超細碳酸鈣及復合堵漏劑等大小尺寸不同的材料進行堵漏，堵漏劑在壓差作用下通過架橋、填塞壓實堵塞漏失通道，以最大限度提高地層承壓能力，并進行承壓驗證，保證固井時地層能承受預期的水泥漿柱壓力。

（2）預置分級箍單級固井技術[3]。設計采用單級固井，水泥一次返至地面，但下入分級箍，如果固井過程中漏失嚴重，則打開分級箍，進行二級固井。分級箍位置下上層套管內(nèi)1550m處。目的是延長水泥漿接觸時間，提高頂替效率；施工完可以關井并適當加回壓，有利于控制3196～3206m高壓氣層，預防氣竄。

（3）采用前導低粘切泥漿技術[4]。在固井施工前30m3密度1.61g/cm3（與井內(nèi)鉆井液密度相同），粘度55s，具有良好的流動性先導漿鉆井液，稀釋沖洗井內(nèi)粘稠鉆井液。

（4）采用加重隔離液技術。以充分發(fā)揮隔離液對鉆井液的浮力效應，實現(xiàn)“粘性推移”的塞流頂替，有效阻止鉆井液和水泥漿混合起到關鍵作用，并防止使用沖洗液造成的液柱壓力降低。YAGYI-1井使用密度1.63g/cm3隔離液18m3，塑性粘度35mPa·s，動切力25.1Pa。

（5）采用梯度密度水泥漿柱結構。在稠化時間上形成梯度，利用水泥在凝結過程中的時間差，來解決水泥漿因失重而壓不穩(wěn)產(chǎn)層造成的油氣上竄問題；在水泥漿密度上形成梯度，來解決靜液柱壓力高的問題。不同密度注入數(shù)量的多少都經(jīng)過認真計算，以保證漿柱當量密度盡可能低，同時又保證水泥漿失重后能壓穩(wěn)氣層為依據(jù)。

（6）增強水泥漿的防竄性能。在水泥漿中加入防竄劑，使水泥漿在膠凝過程中膨脹壓力，彌補水泥漿失重造成的壓力降低。并優(yōu)化水泥漿性能，使水泥漿呈直角稠化，尾漿防竄性能系數(shù)SPN僅為0.55，表明水泥漿防竄效果極好。YAGYI-1井?244.5mm技套固井尾漿稠化曲線見圖1。

圖1 YAGYI-1井244.5mm技套固井尾漿稠化曲線

2.3 ?177.8mm尾管固井技術

（1）優(yōu)選非滲透防氣竄水泥漿體系[5]。非滲透降失水劑中的聚合物粒子可吸附自由水，并充填水泥顆粒間的孔隙，堵塞水泥內(nèi)網(wǎng)架結構的孔隙，達到增加水泥漿抗氣體侵入的阻力和非滲透能力，有效地阻止氣體或地層流體的運移。YAGYI-1井?177.8mm套管采用雙凝非滲透防氣竄直角稠化水泥漿體系，兩凝介面設計在4550m深度，兩凝時間差控制在100min以上。

（2）采用封隔式尾管懸掛器固井工藝。

（3）采用低粘切先導泥漿。施工前注入紊流接觸時間大于10min以上的先導鉆井液30m3，先導鉆井液的密度為1.98g/cm3，粘度小于70s,初切小于7Pa；充分驅除井壁虛泥餅，稀釋井內(nèi)鉆井液。

（4）使用防漏隔離液。在隔離液中加入堵漏材料，堵漏膠粒進入地層孔隙后，與地層孔隙發(fā)生物理吸附，縮合成網(wǎng)狀結構，在經(jīng)過的井壁上吸附形成一個防漏屏蔽，起到防漏、堵漏作用。

（5）采用變排量頂替。施工期間，優(yōu)化注替排量，控制好施工壓力，采用變排量頂替，替漿前期采用1.6m3/min排量，尾漿出套管鞋后，逐漸降至0.5m3/min排量頂替，以盡可能提高水泥漿的頂替效率，削減固井漏失的風險。

（6）采用批混方式注水泥。用4017水泥車配漿，再用批混罐進行二次攪拌，由雙機雙泵水泥車再向井內(nèi)泵注水泥漿，確保注入井內(nèi)水泥漿密度均勻和水泥漿性能與室內(nèi)化驗相符，并保持施工連續(xù)，縮短施工時間。

3 結論及建議

（1）正注反注水泥固井工藝是解決?339.7mm套管上部大漏地層的一種有效途徑，是預防?339.7mm套管下部地層漏失的一種有效方法。

（2）將?244.5mm套管由雙級固井改為單級固井，水泥漿一次封固返至地面的固井方式有利于延長接觸時間，提高頂替效率，提高了下部井段的固井質量。

（3）注入大量低粘切先導泥漿對驅替井內(nèi)粘稠泥漿有明顯效果，為提高頂替效率起到了重要作用；使用防漏隔離液對預防固井時水泥漿漏失起到了輔助作用。

（4）使用非滲透防氣竄、防漏、微膨脹、多凝高密度水泥漿體系，進一步預防了固井過程中的水泥漿漏失，減輕了氣竄對封固質量的影響，較好地解決了密度安全窗口窄的矛盾。

（5）D區(qū)塊三開井段的井徑擴大率過大且極不規(guī)則，嚴重影響了固井質量。建議加強對D區(qū)塊防塌技術的研究。

[1]鐘策,周晨表.四川川東地區(qū)深井高壓氣井固井工藝技術[J].石油鉆采工藝,1994,17(2):1-8.

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TE28

B

1004-5716(2015)09-0041-04

2014-09-18

孟浩（1968-），男（漢族），河南南陽人，高級工程師，現(xiàn)從事鉆井采油工程技術工作。